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1、精选ppt第第1010章章 电力系统绝缘配合电力系统绝缘配合绝缘配合的基本概念绝缘配合的基本概念绝缘配合惯用法绝缘配合惯用法输变电设备以及输电线路的绝缘配合输变电设备以及输电线路的绝缘配合绝缘配合统计法绝缘配合统计法精选ppt第第1 1节节 绝缘配合的基本概念绝缘配合的基本概念绝缘配合的任务、原则和问题绝缘配合的任务、原则和问题绝缘配合中存在的问题举例绝缘配合中存在的问题举例绝缘配合的发展过程绝缘配合的发展过程精选ppt一、绝缘配合的任务、原则和问题一、绝缘配合的任务、原则和问题根本任务根本任务：正确处理过电压和绝缘这一对矛盾，以达到：正确处理过电压和绝缘这一对矛盾，以达到优质、安全、经济供电
2、的目的；优质、安全、经济供电的目的；基本原则基本原则：综合考虑电气设备在系统中可能承受的各种：综合考虑电气设备在系统中可能承受的各种电压、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受电压、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受特性，合理的确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价、特性，合理的确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价、维护费用和设备绝缘故障引起的事故的损失，达到经济上维护费用和设备绝缘故障引起的事故的损失，达到经济上和安全运行上总体效益最高的目的。和安全运行上总体效益最高的目的。技术技术：作用电压、限压措施、设备绝缘耐受能力：作用电压、限压措施、设备绝缘耐受能力经济经济：投资费
3、用、维护费用、事故损失费用：投资费用、维护费用、事故损失费用精选ppt核心问题核心问题：确定各种电气设备的绝缘水平（首要前提）。：确定各种电气设备的绝缘水平（首要前提）。绝缘水平绝缘水平：电气设备能承受的试验电压值。：电气设备能承受的试验电压值。试验电压试验电压：短时（短时（1min）工频试验）工频试验：检测设备在工频运行电压和暂：检测设备在工频运行电压和暂时过电压下的绝缘性能时过电压下的绝缘性能长时间（长时间（12h）工频放电）工频放电：检测内绝缘老化和外绝缘污：检测内绝缘老化和外绝缘污秽对工频运行电压及过电压下性能的影响秽对工频运行电压及过电压下性能的影响雷电冲击试验雷电冲击试验操作冲击试
4、验操作冲击试验精选ppt二、绝缘配合中存在问题举例二、绝缘配合中存在问题举例1 1、架空线路和变电所之间的绝缘配合、架空线路和变电所之间的绝缘配合 现代输电线路的绝缘水平较变电设备绝缘水平高，主现代输电线路的绝缘水平较变电设备绝缘水平高，主要有了避雷器的保护。降低变电设备的绝缘水平技术可行而要有了避雷器的保护。降低变电设备的绝缘水平技术可行而且效益显著。且效益显著。2 2、同杆架设的双回线路之间的绝缘配合、同杆架设的双回线路之间的绝缘配合 双回线路的绝缘水平不平衡，一边的绝缘子数量较多，双回线路的绝缘水平不平衡，一边的绝缘子数量较多，另一边较少，两回线路绝缘水平的差距大小，为绝缘配合问另一边较
5、少，两回线路绝缘水平的差距大小，为绝缘配合问题。题。3 3、电气设备内绝缘和外绝缘之间的绝缘配合、电气设备内绝缘和外绝缘之间的绝缘配合 在没有获得现代避雷器的可靠保护之前，曾将绝缘水在没有获得现代避雷器的可靠保护之前，曾将绝缘水平取得高于外绝缘水平，因为内绝缘击穿的后果远比外绝缘平取得高于外绝缘水平，因为内绝缘击穿的后果远比外绝缘闪络更为严重。闪络更为严重。精选ppt4 4、各种绝缘之间的绝缘配合、各种绝缘之间的绝缘配合 有部分设备的外绝缘不止一种，它们之间也有绝缘配合有部分设备的外绝缘不止一种，它们之间也有绝缘配合问题。问题。5 5、各种保护装置之间以及与被保护绝缘之间的绝缘配合、各种保护装
6、置之间以及与被保护绝缘之间的绝缘配合 如变电所防雷接线中的阀式避雷器与断路器外侧的管式如变电所防雷接线中的阀式避雷器与断路器外侧的管式避雷器放电特性之间的关系就是不同保护装置之间的绝缘配避雷器放电特性之间的关系就是不同保护装置之间的绝缘配合。合。三、绝缘配合的发展过程三、绝缘配合的发展过程1 1、多级配合阶段（、多级配合阶段（19401940以前）以前） 由于当时所用的避雷器保护性能及电气特性较差，不能由于当时所用的避雷器保护性能及电气特性较差，不能把它的特性作为绝缘配合的基础，因此采用多级配合的方法。把它的特性作为绝缘配合的基础，因此采用多级配合的方法。多级配合的原则多级配合的原则：价格越昂
7、贵、修复越困难、损坏后果越严：价格越昂贵、修复越困难、损坏后果越严重的绝缘结构，其绝缘水平应选的越高。重的绝缘结构，其绝缘水平应选的越高。精选ppt2 2、两级配合（惯用法）阶段、两级配合（惯用法）阶段 各种绝缘都接受避雷器的保护，仅仅与避雷器进行绝各种绝缘都接受避雷器的保护，仅仅与避雷器进行绝缘配合，而不在各种绝缘之间寻求配合。缘配合，而不在各种绝缘之间寻求配合。 避雷器的保护特性成为绝缘配合的基础，只要将它的避雷器的保护特性成为绝缘配合的基础，只要将它的保护水平乘上一个系数，就能确定该绝缘应有的耐压水平，保护水平乘上一个系数，就能确定该绝缘应有的耐压水平，该原则为现在仍广泛使用的绝缘配合原
8、则。该原则为现在仍广泛使用的绝缘配合原则。3 3、绝缘配合统计法阶段、绝缘配合统计法阶段 电力系统中的过电压和绝缘的电气强度都是随机变量，电力系统中的过电压和绝缘的电气强度都是随机变量，要求绝缘在过电压的作用下不发生任何的闪络或击穿，未要求绝缘在过电压的作用下不发生任何的闪络或击穿，未免过于保守和不合理，正确做法为规定出某一可以接受的免过于保守和不合理，正确做法为规定出某一可以接受的绝缘故障率，容许冒一定的风险。总之，用统计的观点及绝缘故障率，容许冒一定的风险。总之，用统计的观点及方法来处理绝缘配合问题，以求获得优化的总经济指标。方法来处理绝缘配合问题，以求获得优化的总经济指标。精选ppt第第
9、2节节 绝缘配合惯用法绝缘配合惯用法雷电过电压下的绝缘配合雷电过电压下的绝缘配合操作过电压下的绝缘配合操作过电压下的绝缘配合工频绝缘水平的确定工频绝缘水平的确定长时间工频高压实验长时间工频高压实验 绝缘配合惯用法绝缘配合惯用法即由两级配合原则出发，避雷器的保护即由两级配合原则出发，避雷器的保护水平就是确定电气设备绝缘水平的基础，其值就是避雷器上水平就是确定电气设备绝缘水平的基础，其值就是避雷器上可能出现的最大电压。可能出现的最大电压。 绝缘配合时，将电压分为两个电压等级：绝缘配合时，将电压分为两个电压等级：范围范围：3.5kVUm252kV范围范围：Um252kV精选ppt一、雷电过电压下的绝
10、缘配合一、雷电过电压下的绝缘配合 基本冲击绝缘水平（基本冲击绝缘水平（BIL）：表示电气设备在雷电：表示电气设备在雷电过电压下的绝缘水平。过电压下的绝缘水平。BIL=KLUp(L)Up(L)：阀式避雷器在过电压下的保护水平，即：阀式避雷器在过电压下的保护水平，即URKL：雷电过电压下的配合系数，：雷电过电压下的配合系数，1.21.4，若电气设，若电气设备与避雷器相距很远，备与避雷器相距很远，KL为为1.4，若较近，若较近KL为为1.25；BIL=(1.251.4)UR精选ppt二、操作过电压下的绝缘配合（二、操作过电压下的绝缘配合（SIL）1.避雷器不动作（避雷器不动作（FD）SIL=KsK0
11、UphKs：操作过电压下的配合系数：操作过电压下的配合系数K0：操作过电压计算倍数（电压范围：操作过电压计算倍数（电压范围由查表获得，电由查表获得，电压范围压范围中中330kV为为2.75，500kV为为2.0或或2.2）Uph：相电压：相电压2.避雷器动作（避雷器动作（MOA、FCD）SIL=KsUP(s)=1.151.25UP(s）Uph(s）：MOA等于规定的操作冲击电流下的残压；等于规定的操作冲击电流下的残压；FCD等于以下两个电压的较大者，一是等于以下两个电压的较大者，一是250/2500us标准操作冲击电压下的放电电压，二是规定的操作冲击标准操作冲击电压下的放电电压，二是规定的操作
12、冲击电流下的残压值。电流下的残压值。精选ppt三、工频绝缘水平的确定三、工频绝缘水平的确定 为了检验电气设备绝缘是否达到了以上所确定的为了检验电气设备绝缘是否达到了以上所确定的BIL和和SIL，就需要进行雷电冲击和操作冲击耐压试验。，就需要进行雷电冲击和操作冲击耐压试验。它们对试验设备和测试技术提出了很高的要求。对于它们对试验设备和测试技术提出了很高的要求。对于330kV及以上的超高压电气设备来说，这样的试验是及以上的超高压电气设备来说，这样的试验是完全必需的，但对于完全必需的，但对于220kV及以下的高压电气设备来及以下的高压电气设备来说，应该设法用比较简单的高压试验去等效地检验绝说，应该设
13、法用比较简单的高压试验去等效地检验绝缘耐受雷电冲击电压和操作冲击电压的能力。缘耐受雷电冲击电压和操作冲击电压的能力。精选ppt 短时工频耐压试验所采用的试验电压值往往要比短时工频耐压试验所采用的试验电压值往往要比额定相电压高出数倍，它的目的和作用是代替雷电冲额定相电压高出数倍，它的目的和作用是代替雷电冲击和操作冲击耐压试验、等效地检验绝缘在这两类过击和操作冲击耐压试验、等效地检验绝缘在这两类过电压下的电气强度。电压下的电气强度。 凡是合格通过工频耐压试验的设备绝缘在雷电凡是合格通过工频耐压试验的设备绝缘在雷电和操作过电压作用下均能可靠地运行。和操作过电压作用下均能可靠地运行。精选ppt 凡是合
14、格通过工频耐压试验的设备绝缘在雷电凡是合格通过工频耐压试验的设备绝缘在雷电和操作过电压作用下均能可靠地运行。为了更加可和操作过电压作用下均能可靠地运行。为了更加可靠和直观，国际电工委员会（靠和直观，国际电工委员会（IEC）规定：）规定：1、对于、对于300kV以下以下的电气设备的电气设备 （1）绝缘在工频工作电压、暂时过电压和操作过电压下）绝缘在工频工作电压、暂时过电压和操作过电压下的性能用短时（的性能用短时（1min）工频耐压试验来检验；）工频耐压试验来检验； （2）绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来）绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来检验。检验。2、对于、对于300kV
15、及以上及以上的电气设备的电气设备 （1）绝缘在操作过电压下的性能用操作冲击耐压试验来）绝缘在操作过电压下的性能用操作冲击耐压试验来检验；检验； （2）绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来）绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来检验。检验。精选ppt四、长时间工频高压试验四、长时间工频高压试验 当内绝缘的老化和外绝缘的污染对绝缘在工当内绝缘的老化和外绝缘的污染对绝缘在工频工作电压和过电压下的性能有影响时，尚需频工作电压和过电压下的性能有影响时，尚需作长时间工频高压试验。作长时间工频高压试验。 我国国家标准对各种电压等级电气设备以耐我国国家标准对各种电压等级电气设备以耐压值表示的绝缘
16、水平作出了规定。压值表示的绝缘水平作出了规定。 由于试验目的不同，长时间工频高压试验由于试验目的不同，长时间工频高压试验时所加的试验电压值和加压时间均与短时工频时所加的试验电压值和加压时间均与短时工频耐压试验不同。耐压试验不同。精选ppt第第3 3节节 输变电设备以及输电线路输变电设备以及输电线路的绝缘配合的绝缘配合输变电设备的绝缘配合输变电设备的绝缘配合雷电过电压下的绝缘配合雷电过电压下的绝缘配合操作过电压下的绝缘配合操作过电压下的绝缘配合架空输电线路的绝缘配合架空输电线路的绝缘配合绝缘子串中绝缘子片数的确定绝缘子串中绝缘子片数的确定空气间距的选择空气间距的选择精选ppt一、输变电设备的绝缘
17、配合一、输变电设备的绝缘配合实质实质：变压器的绝缘水平与避雷器的保护水平的配合就代：变压器的绝缘水平与避雷器的保护水平的配合就代表了输变电设备的绝缘配合。表了输变电设备的绝缘配合。1、雷电过电压下的绝缘配合、雷电过电压下的绝缘配合BIL=(1.251.4)UR当电气设备与避雷器紧靠时，取当电气设备与避雷器紧靠时，取1.25当电气设备与避雷器有一定距离时，取当电气设备与避雷器有一定距离时，取1.42、操作过电压下的绝缘配合、操作过电压下的绝缘配合SIL=KsUP(s)=1.151.25UP(s）精选ppt3 3500kV500kV输变电设备的基准绝缘水平输变电设备的基准绝缘水平精选ppt二、架空
18、输电线路的绝缘配合二、架空输电线、绝缘子片数的选择、绝缘子片数的选择 线路绝缘子串应满足三方面的要求：线路绝缘子串应满足三方面的要求： 在工作电压下不发生污闪；在工作电压下不发生污闪； 雨天时在操作过电压下不发生闪络（湿闪）；雨天时在操作过电压下不发生闪络（湿闪）； 具有一定的雷电冲击耐压强度，保证一定的线路耐雷水具有一定的雷电冲击耐压强度，保证一定的线路耐雷水平。平。 选择顺序选择顺序 按机械负荷和环境选择绝缘子型号；按机械负荷和环境选择绝缘子型号； 按工作电压所要求的泄漏距离决定绝缘子片数，按操作按工作电压所要求的泄漏距离决定绝缘子片数，按操作过电压要求选择片数，取其中较
19、大者；过电压要求选择片数，取其中较大者； 校验该线路耐雷水平与雷击跳闸率是否符合规定要求。校验该线路耐雷水平与雷击跳闸率是否符合规定要求。精选ppt（1 1）按工作电压要求）按工作电压要求 为防止绝缘子串在工作电压下不发生污闪，绝缘子应为防止绝缘子串在工作电压下不发生污闪，绝缘子应有足够的沿面爬电距离。有足够的沿面爬电距离。meULnK0n：绝缘子片数：绝缘子片数L0：每片绝缘子的几何爬电距离（：每片绝缘子的几何爬电距离（cm）Um：系统最高工作电压有效值（：系统最高工作电压有效值（kV）Ke：绝缘子爬电距离有效系数。：绝缘子爬电距离有效系数。为了避免污闪事故，所需的绝缘子片数应为：为了避免污
20、闪事故，所需的绝缘子片数应为：01LKUnem精选ppt（2）按操作过电压要求）按操作过电压要求 绝缘子串在操作过电压的作用下，也不应发生湿绝缘子串在操作过电压的作用下，也不应发生湿闪。即绝缘子串的湿闪电压在考虑大气状态等影响因闪。即绝缘子串的湿闪电压在考虑大气状态等影响因素并保持一定的裕度后，应大于可能出现的操作过电素并保持一定的裕度后，应大于可能出现的操作过电压，通常取压，通常取10的裕度。则的裕度。则n2绝缘子的工频或操作湿绝缘子的工频或操作湿闪电压为闪电压为 ：UKUW01 . 1202nnnK0：操作过电压计算倍数：操作过电压计算倍数 可用经验公式计算可用经验公式计算UW与与n2之间
21、关系之间关系kV14602nUW 因此按操作过电压确定的每串绝缘子片数为：因此按操作过电压确定的每串绝缘子片数为：精选ppt（3 3）按雷电过电压要求）按雷电过电压要求 一般情况下，大气过电压对确定绝缘子串的片数影响一般情况下，大气过电压对确定绝缘子串的片数影响是不大的，因为耐雷水平不完全取决于绝缘子片数，而主要是不大的，因为耐雷水平不完全取决于绝缘子片数，而主要取决于各项防雷措施的综合效果，因此它仅作验算条件。取决于各项防雷措施的综合效果，因此它仅作验算条件。即使耐雷水平达不到规程的下限值，也不一定必须增加绝即使耐雷水平达不到规程的下限值，也不一定必须增加绝缘子的片数，因为还可以采用降低杆塔
22、接地电阻等措施来提缘子的片数，因为还可以采用降低杆塔接地电阻等措施来提高线路的耐雷水平。高线路的耐雷水平。在特殊高杆塔或高海拔地区，雷电过电压则成为确定绝缘在特殊高杆塔或高海拔地区，雷电过电压则成为确定绝缘子片数的决定因素。子片数的决定因素。精选ppt2 2、空气间隙的选择、空气间隙的选择 输电线路的空气间隙主要有：输电线路的空气间隙主要有：导线对大地：导线对大地：在选择其空气间距时主要考虑地面车辆和行在选择其空气间距时主要考虑地面车辆和行人等的安全通过、地面电场强度及静电感应等问题。人等的安全通过、地面电场强度及静电感应等问题。导线对导线：导线对导线：由导线弧垂最低点在风力作用下，发生异步由
23、导线弧垂最低点在风力作用下，发生异步摇摆时耐受工作电压的最小间隙确定，一般在低电压下不碰摇摆时耐受工作电压的最小间隙确定，一般在低电压下不碰线为原则。线为原则。导线对架空地线：导线对架空地线：按雷击于档距中央避雷线上时不至于引按雷击于档距中央避雷线上时不至于引起导、地线间气隙击穿这一条件来选定。起导、地线间气隙击穿这一条件来选定。导线对杆塔及横担：导线对杆塔及横担：这将是下面要探讨的重点内容。这将是下面要探讨的重点内容。精选ppt间隙承受电压：间隙承受电压：工作电压内部过电压雷电过电压工作电压内部过电压雷电过电压作用时间：作用时间：工作电压内部过电压雷电过电压工作电压内部过电压雷电过电压绝缘子
24、串风偏角及绝缘子串风偏角及其对杆塔的距离示其对杆塔的距离示意图意图精选ppt（1）按工作电压确定）按工作电压确定Sp Sp的的工频击穿电压幅值：工频击穿电压幅值：UKU150K1：安全系数：安全系数（2）按操作过电压确定）按操作过电压确定Sa 为保证间隙在操作过电压下不发生闪络，其等值工频为保证间隙在操作过电压下不发生闪络，其等值工频放电电压为：放电电压为：K0：操作过电压计算倍数：操作过电压计算倍数K2：空气间隙配合操作系数，取：空气间隙配合操作系数，取1.03（）或）或1.1（）。）。UKKUs02)%(50精选ppt（3）按雷电过电压确定）按雷电过电压确定SL 通常取通常取SL的的50雷
25、电冲击电压等于绝缘子串的雷电冲击电压等于绝缘子串的50雷雷电冲击闪络电压电冲击闪络电压UCFO的的85，即，即CFOUU85. 0)1%(50 当确定上述三个量后，便可以求得绝缘子串处于垂直当确定上述三个量后，便可以求得绝缘子串处于垂直状态时对杆塔应有的水平距离：状态时对杆塔应有的水平距离：LLLsssppplSLlSLlSLsinsinsin导线与杆塔的水平距离为：导线与杆塔的水平距离为：maxLspLLLL，精选ppt 一般情况下，对空气间隙的确定起决定作用的是雷电一般情况下，对空气间隙的确定起决定作用的是雷电过电压。过电压。此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！
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